PDF《在乌江增容调速器上的运用》

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5 年5月水电厂自动一一塑―璺兰.

三塑齿盘 +残压双 回路测频装置 在乌江增容调速器上的运用 叶长红 ( 乌江渡发电厂 贵州省遵义市

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0 3 ) 【 摘要】 水轮机调节是根据偏离了 额定工况的转速偏差信号, 调节水轮机导水机构, 不断 地维持水轮发 电机功率与 负荷功率的平衡.机组速度反馈是大多数水轮机控制 系统最基 本的输入量 , 因此 , 测频装置是决定水轮发电机组及调速 器安全、 稳定运行极为关键的部 件.本文主要介绍齿盘测频+残压测频在乌江渡发电厂#

1 厂水轮机上的应用. 【 关键词】 齿盘 残压测频 冗余容错 互为热备用 【 数据库分类号】 S Z

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0 前言 乌江渡发电厂#

1 厂装有3台2

1 0 M W 水轮发电机组, 由于设备老化对发电机组进行增容改造 为3 台2

5 0 MW水轮发电机组( 第一台机组#

2 机的改造于7 月1日 交系统运行) , 水轮发电机组由 天津阿尔斯通公司生产, 调速器和齿盘测频装置为武汉三联水 电控制设备公司生产.原水轮发电 机组微机调速器的测频信号均取自于发电机机端电压互感器( 盯)信号.优点是成本低、 安装简 单,但也存在着缺点 , 主要体现在如下几个方面: (

1 )干扰源复杂且难以排除, 部分表计、 励磁调节器、 保护装置大多与测频装置取 自于同一 P T的 信号, 无法隔开, 而且各个部分引入 P T信号的线路环境各异, 走线复杂, 彼此间相互干扰.即使采用 屏蔽线、 硬件抗干扰、 软件滤波等措施均难有效地消除干扰 , 特别是在残压比较低时更是如此. (

2 ) 低转速时残压信号严重失真, 根本无法通过残压信号正确测量出机组频率, 若调速器处理 不当将会造成机组过速, 调节不稳定等. (

3 ) 若PT的保险炸裂、 接触不良或断线等, 此时调速器接受到的残压信号完全是一个干扰信 号, 这个干扰信号通过硬件电路根本无法消除, 因而此时调速器难以准确、 及时地判断出断线等故 障, 仍然以错误信号加以调节, 引起接力器大幅度抽动, 机组转速将会大幅度变化 , 严重时, 引起低 油压事故等 , 严重威胁机组安全、 经济运行、 造成极其严重后果. (

4 ) 电力系统污染.当用电负荷变化较大时, 引起一次电压波形畸变, 当机组并网后, 由机端 引入的频率信号跟着发生畸变.由于用电大户负荷变化时间较长, 在负荷变化时间内由 引 入的频率信号不能反映真实的机组频率, 所以残压测频方式不可能测得真实的机组频率. 鉴于上述原因, 我厂在增容改造机组调速器中采用 了齿盘测频和残压测频冗余容错式的双路 测频.双路测频互为热备用.

1 齿盘测频的优点及工作原理

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1 齿盘测频的优点 采用齿盘测频( 即采用接近开关和齿盘) 检测机组频率, 其信号的电压幅值稳定, 且为独立的系 收稿 日期:

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0 . 维普资讯 http://www.cqvip.com . 励磁 与调 速・ 叶 长红 齿盘+ 残压双回 路 测频 装置 在乌江 增 容调速 器 重星 统,不易受现场干扰, 是可靠的测频信号源.目前 , 数字式齿盘测频方式在测频精度要求不高的场 合中已经得到了大量应用.但在国内水轮机微机调速器领域 中还很少采用 , 原因之一是由于加工 精度的局限性 , 齿盘上齿与齿之问的距离不可能完全相等, 或者说齿距不可能完全均匀.对于高灵 敏度的速度传感器, 它是通过扫描齿与齿之间的时间来计算速度的, 即使机组实际转速没变, 齿与 齿之间不同的间隔就会反应出速度的变化, 从而产生干扰信号.原因之二是水轮发电机主轴的摆 动.主轴的摆动使齿盘相对测速探头的中心发生偏移, 这种相对运动会产生低频振荡信号, 并叠加 到机组转速信号上.从而无法满足水轮机调速器的要求.但调速器厂家通过选择恰当的测量方式 和处理, 采用自 适应式消除干扰技术, 适应消扰技术不是对输入的速度信号进行过滤, 它是先区分, 判断出干扰信号, 再对干扰信号作减法, 从而起到抵消干扰信号的作用.这样可以准确的测量出机 组频率, 其测量精度和实时性均可以充分保证调速器对测频精度和实时性要求, 使得齿盘测频装置 产生的频率信号能运用于调速器.4 C P C P型齿盘测频装置其频率信号源是通过一对电磁感应式 的进口的接近开关取自于安装在机组滑环上部大轴上齿盘装置, 该信号系统是一个独立系统, 可靠 性高, 从根本上解决了频率信号的干扰问题. 一一1.2齿盘测 频结构示意图 与工作过程 L _

1 兰.I厂l 兰l齿盘测 频由 齿盘、 接近 开 关和 微机 测频 单 元组 ― ― 言_-]_ P 肌成,如图1所示.安装在水轮发电机组大轴上的齿I齿4盘CP测CP差Dl6位数字量盘与一对电磁式接近开关一起组成了频率信号产生 / /u 一.单元.由信号整形电路、 滤波电路、 单片机和机频信 图1 齿盘测 频结 构示意图 与工 作过程 号输出电路一起构成了频率信号测量单元.频率测 量单元将测量出的机组频率以方波或数字量形式送到调速器.当机组大轴转动时带着齿盘一起旋 转, 固定在支架上一对电磁式接近开关就产生了两个信号, 通过单片机将这两个信号组合、 滤波、 计 算等处理后得一个与机组频率成正比的值, 并将这个值以方波或数字量形式送到微机调速器. T I , ] r 2为电磁式接近开关 , T 1与]r2位置与机组旋转方向顺序不能错.T

1 、 ] r 2与4CPCP装 置之间采用 3芯屏蔽线. 采用该形式的齿盘测频 , 在保证实时性的要求下, 其测频误差: < ±

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1 5 H z .

2 双路测频的实施说明 双路测频是采用齿盘测盘测频装置的频率信号和机组 的机频信号同时送到 P L C , 双路测 频互为热备用, P L C以主用路的频率信号为主作为调速器测频信号;

当主用路故障时, 自 动无扰切 换到备用路, 并发告警信号;

若两路同时故障时, 接力器保持在原位不动, 并发告警信号.主备用状 态可 以通过人为切换也可以自动切换.

3 运行情况 武汉三联公司生产的调速器采用的齿盘测频和残压测频形式的双路测频在我厂# 2机上的成 功运用, 通过现场进行两路信号对调速器的静态、 动态性能进行测量均达到或超过国标要求, 从根 本上保证了测频信号的可靠性, 保证了机组的运行安全. 参考资料 [

1 ]

4 C I ~P 齿盘测频说明书. 武汉三联水电控制设备公司 [

2 ] 魏守平. 现代水轮机调节技术. 华中 科技大学出 版社. 叶长红 男, 工程师, 主要从事水轮发电机组检修维护工作. 维普资讯 http://www.cqvip.com